DE2213620A1

DE2213620A1 - PUMP UNIT FOR UNDERWATER OPERATION

Info

Publication number: DE2213620A1
Application number: DE19722213620
Authority: DE
Inventors: Hermann Kraemer
Original assignee: Lederle GmbH Pumpen und Maschinenfabrik
Current assignee: Lederle GmbH Pumpen und Maschinenfabrik
Priority date: 1972-03-21
Filing date: 1972-03-21
Publication date: 1973-09-27

Description

Pumpiaggregat für Unterwasserbetrieb Die Erfindung betrifft ein Pumpaggregat mit einem Elektromotor für den Unterwasserbetrieb, insbesondere für Abwasseranlagen, bei dem der Motor in einer wasserdichten Kapsel mit abgedichteter Stromzuführung sitzt. Pump unit for underwater operation The invention relates to a pump unit with an electric motor for underwater operation, especially for sewage systems, in which the motor is in a watertight capsule with a sealed power supply sits.

Seid längerer Zeit werden für Kläranlagen und dergl. immer mehr Pumpaggregate benötigt, die Abwasser, Schlamm und andere Dickstoffe fördern können. Auch im Bereich der chemischen Technik treten Pumpprobleme auf, die hiermit vergleichbar sind. Bisher verwandte man insbesondere für in Abwasseranlagen einzusetzende Pumpen einen nach außen völlig abgedichteten Spezialmotor. Dieser Spezialmotor verteuerte das Pumpaggregat; gleichzeitig trat hierbei das Problem auf, die Motorwärme genügend schnell abzuführen.For some time now, more and more pump units have been used for sewage treatment plants and the like that can promote sewage, sludge and other thick matter. Also in the area In chemical engineering, pumping problems arise that are comparable to this. Until now one used one afterwards, especially for pumps to be used in sewage systems Special motor completely sealed on the outside. This special motor made the pump unit more expensive; At the same time, the problem arose of dissipating the engine heat sufficiently quickly.

Insbesondere haben an sich erwünschte Oelfüllungen den Nachteil, dass man wegen der Wärmedehnung etwas Innenraum freilassen muss, wodurch das Oel die Möglichkeit einer unerwünschten Schaumbildung erhält. In particular, oil fillings that are desirable per se have the disadvantage that you have to leave some interior space free because of the thermal expansion, whereby the oil the possibility of undesired foam formation is maintained.

Ausgehend von diesen Nachteilen des Standes der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, ein Pumpaggregat der eingangs bezeichneten Art zu schaffen, dessen Herstellung billig ist und das hohe Belastungen, auch im Dauerbetrieb, aushalten kann. Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäss dadurch, dass die Kapsel als das Motorgehäuse umgebende Tauchglocke ausgebildet ist und die Hohlräume im Bereich des Elektromotors und innerhalb der Tauchglocke im wesentlichen ganz mit Oel gefüllt sind. Die Tauchglocke macht es möglich, in ihrem Innenraum z.B. einen gewöhnlichen, handelsüblichen Elektromotor samt dessen Gehäuse einzubauen. Die Oelfüllung innerhalb der Tauchglocke und im Motorgehäuse sorgt für die Schmierung des Motors und leitet gleichzeitig die im Bereich der Motowicklungen und der drehenden Teile entstehende Wärme nach aussen ab. Die Oelfüllung dient dazu noch als Explosionsschutz, da auch der Stromversorgungsteil der Pumpe im Oelbad gehalten wird. Based on these disadvantages of the prior art is it is the object of the invention to create a pump unit of the type specified, the production of which is cheap and can withstand high loads, even in continuous operation can. This object is achieved according to the invention in that the capsule as the The immersion bell surrounding the motor housing is formed and the cavities in the area of the electric motor and inside the diving bell are essentially completely filled with oil are. The diving bell makes it possible to use an ordinary, commercial electric motor including its housing to be installed. The oil filling inside the diving bell and in the motor housing ensures the lubrication of the motor and conducts at the same time that which arises in the area of the motor windings and the rotating parts Heat to the outside. The oil filling also serves as explosion protection, as well the power supply part of the pump is kept in the oil bath.

Eine wichtige Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass im oelgefüllten Bereich ein oder mehrere komprimierbare, oelbeständige Körper eingesetzt sind. Ohne sie wäre es notwendig, über dem Oelstand noch ein Luftkissen zu belassen, das als Pufferrraum für Wärmedehnungen, z.B. des Oels und der Metallteile, dient. Ein Luftpolster führt beim Betrieb der Pumpe aber leicht zu Schaumbildung im Oel, das sich mit Luft vermischt. Eine solche Schaumbildung beeinträchtigt aber die Pufferwirkung des Luftpolsters und verschlechtert die Wärmeabfuhr von den sich im Betrieb erhitzenden Teilen des Motors.An important development of the invention is that in the oil-filled Area one or more compressible, oil-resistant bodies are used. Without it would be necessary to leave an air cushion above the oil level, which is used as a Buffer space for thermal expansion, e.g. of the oil and the metal parts. A cushion of air However, when the pump is operated, it easily leads to foam formation in the oil, which is mixed with air mixed. However, such foam formation affects the buffering effect of the air cushion and worsens the heat dissipation from the parts of the which heat up during operation Engine.

Mit den im Oel befindlichen komprimierbaren Körpern wird ein Luftpolster überflüssig, da durch Wärmedehnung im Innern der Tauchglocke entstehende Drücke durch Verringerung des Volumens der Körper ausgeglichen werden.With the compressible bodies in the oil, a Air cushion superfluous because the pressure inside the diving bell is caused by thermal expansion be balanced by reducing the volume of the body.

Zweckmässigerweise sind im oelgefüllten Bereich luft- oder gasgefüllte Bälle eingesetzt, die sich ausreichend verformen, wenn ein Überdruck entstehen will, der auf diese Weise unterdrückt wird.Appropriately, in the oil-filled area, air or gas-filled ones Balls used that deform sufficiently to create excess pressure which is suppressed in this way.

Eine bevorzugte Ausführungsform des Pumpaggregats besteht darin, dass die Zuführung für das elektrische Kabel als von der Tauchglocke ausgehender, oeldurchspülter Rohrstutzen ausgebildet ist, dessen freies, das Kabel umgebendes Ende wasserdicht verschlossen ist und unterhalb des niedrigsten, für den Betrieb der Pumpe erforderlichen Wasserspiegels liegt. Hierdurch ist gewährleistet, dass das der Stromzuführung für den Elektromotor dienende Kabel an seinem innerhalb der Tauchglocke liegenden Ende stets von Oel umspült ist. Dies hat einen guten Explosionsschutz zur Folge, der noch dadurch verbessert wird, dass das freie Ende des Rohrstutzens tief gelegt ist. Mit diesem Merkmal werden gleichzeitig Auflagen erfüllt, die für den sicheren Dauerbetrieb des Pumpaggregats einzuhalten und derExplosionssicherung wegen zu beachten sind.A preferred embodiment of the pump unit is that the feed for the electrical cable as an outgoing oil flushing device from the diving bell Pipe socket is formed, the free end surrounding the cable watertight is closed and below the lowest required for the operation of the pump Water level lies. This ensures that the power supply for the electric motor serving cable at its end lying inside the diving bell is always bathed in oil. This results in good explosion protection, which is further improved by the fact that the free end of the pipe socket is placed deep. This feature also fulfills the requirements for safe continuous operation of the pumping unit and the explosion protection must be observed.

Es ist zweckmässig, dass die oelgefüllten Bereiche, insbesondere innerhalb und ausserhalb des Motorgehäuses, miteinander kommunizierend ausgebildet sind, damit die entstehende Wärme durch Konvektion möglichst schnell abgeführt werden kann. Eine Weiterbildung besteht darin, in der Tauchrglocke eine die Oelfüllung umwälzende Vorrichtung anzuordnen.It is useful that the oil-filled areas, especially within and outside the motor housing, are designed to be communicating with one another so that the emerging Heat dissipated as quickly as possible by convection can be. A further development consists in the oil filling in the diving bell to arrange circulating device.

Diese Vorrichtung kann z.B. als vom Elektromotor angetriebenes Flügelrad ausgebildet sein oder auf einfache Weise dadurch entstehen, dass die Motorwelle mit propellerartigen Flügeln versehen ist. Während der Motor läuft, wird mit Hilfe der Umwelzvcrrichtung das Oel ständig umgepumpt und dadurch die Wärmeabfuhr intensiviert. Der Motor kann deshalb auch für lange Zeit voll belastÇt werden und es ist sogar möglich, ihn kurzzeitig zu überlasten, ohne Schäden hervorzurufen.This device can, for example, be an impeller driven by an electric motor be formed or arise in a simple manner that the motor shaft is provided with propeller-like blades. While the engine is running, help is provided the environmental device is constantly circulating the oil and thereby intensifying the heat dissipation. The engine can therefore be fully loaded for a long time and it is even possible to overload it briefly without causing damage.

Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Beispielen näher erläutert.Details of the invention are explained below with reference to in the drawing illustrated examples explained in more detail.

Es zeigt: Fig. 1 ein Pumpaggregat mit längsgeschnittenem Antriebsteil und Fig. 2 eine etwas abgewandelte Ausführungsform eines Pumpaggregats mit längsgeschnittener Tauchglocke.It shows: FIG. 1 a pump unit with a longitudinally cut drive part and FIG. 2 shows a somewhat modified embodiment of a pump assembly with a longitudinally cut Diving bell.

Das Pumpaggregat besteht aus dem eigentlichen Pumpenteil 1 und dem darüber angeordnetßen Antriebsteil 2. Dieser ist von einer wasserdichten Tauchglocke 3 umschlossen, damit das Aggregat unter Wassedarbeiten kann, wie es durch den oberen WasEerspiegel Wl angedeutet ist. Innerhalb der Taucherglocke 3 sitzt in einem Gehäuse 4 ein Elektromotor 5, vorzugsweise von herkömmlicher B-uart, der eine vertikal angeordnete Welle 6 antreibt. Das am unteren Ende der Welle 6 befindlichen Pumpen-Laufrad ist in der Zeichnung weggelassen.The pump unit consists of the actual pump part 1 and the above arranged drive part 2. This is of a waterproof diving bell 3 enclosed so that the unit can work under water as it is through the upper What Eerspiegel Wl is indicated. Inside the diving bell 3 sits in a housing 4 an electric motor 5, preferably of conventional type, which has a vertically arranged Shaft 6 drives. The pump impeller located at the lower end of the shaft 6 is omitted in the drawing.

Der Bereich innerhalb der Tauchglocke a als auch innerhalb des Motorgehäuses 4 ist ganz mit Qel gefüllt, was auch für den zur Gleitringdichtung 7 gehörenden Raum 8 gilt. Im Oel schwimmen auch dort mehrere Gummibälle9. Diese sind mit Luft gefüllt und aus elastischem, oelbeständigem Material hergestellt. Treten im oelgefüllten Bereich höhere Drücke, z.B. infolge Wärmedehnuizn, auf, werden die Bälle zusammengedrückt und vermeiden dadurch einen Druckanstieg.The area inside the diving bell a as well as inside the motor housing 4 is completely filled with Qel, which is also the case for the one belonging to the mechanical seal 7 Room 8 applies. There are also several rubber balls floating in the oil9. These are with air filled and made of elastic, oil-resistant material. Step into the oil-filled In the area of higher pressures, e.g. due to thermal expansion, the balls are compressed and thereby avoid an increase in pressure.

Die Oelfüllung kann dadurch bereits bei der Herstellung des Aggregats den ganzen freien Raum innerhalb der Tauchglocke einnehmen und ein Luftpolster braucht nicht mehr vorgesehen werden.The oil filling can already be done during the manufacture of the unit take up all the free space inside the diving bell and need an air cushion are no longer provided.

Die Motorwelle 6 ist mit propellerartigen Flügeln 10 versehen, die das Oel beim Betrieb des Motors ständig umpumpen. Das Gehäuse 4 weist mehrere Durchbrüche 11 auf, so dass das Oel unter der Wirkung der Flügel lo aus dem 4 Gehäuse/herausgedrUckt wird und in die Nähe der Tauchglocke 3 gelangt, wo es seine Wärme nach aussen über die Wand der Tauchglocke und deren Kühlrippen 12 abgeben kann. Das im Aussenraum gekiEnte Oel wird gleichzeitig über andere z.B. tiefer liegende Durchbrüche lla in das Gehäuse 4 eingesaugt. Auf diese Weise ist die Wärmeabfuhr aus dem Motorbereich wi^Kungsvoll gewährleistet.The motor shaft 6 is provided with propeller-like blades 10, which keep pumping the oil when the engine is running. The housing 4 has several openings 11 so that the oil is pressed out of the 4 housing / under the action of the wings and gets near the diving bell 3, where it transfers its heat to the outside the wall of the diving bell and its cooling fins 12 can deliver. The im Outside space At the same time, kied oil is poured into other e.g. deeper-lying breakthroughs lla sucked into the housing 4. In this way the heat dissipation from the engine area effectively guaranteed.

Im Beispiel der Fig. 1 ist auch zwischen dem Gleitringdichtungsraum 8 und dem Motorbereich ein Durchgang für das Oel vorhanden, so dass es mit durch die Flügel umgewälzt wird. Damit die Bälle 9 im Raum 8 nicht mit der Welle 6 in Berührung kommen und dadurch im Lauf der Zeit beschädigt werden, sind Schutzbleche lj vorhanden, welche die Welle abschirmen. Im Beispiel der Fig, 2 ist ein Durchgang für das Oel vom Gleitringdichtungsraum 8 zum Motorraum nicht vorgesehen.In the example of FIG. 1, there is also between the mechanical seal space 8 and the engine area there is a passage for the oil so that it can pass through the wing is turned over. So that the balls 9 in space 8 do not align with the shaft 6 in They come into contact and are damaged over time as a result, are protective plates lj present, which shield the shaft. In the example of FIG. 2, there is a passage not intended for the oil from the mechanical seal chamber 8 to the engine compartment.

Die Stromzufuhr für den Motor 5 geschieht über ein Kabel 14.The power supply for the motor 5 takes place via a cable 14.

Das Kabel läuft durch einen Rohrstutzen 15 hindurch iidas Innere der Tauchglocke 5. Das von der Tauchglocke entfernte Aussenende 16 des Rohrstutzens ist mit einer nicht sichtbaren Gummidichtung verschlossen, damit kein Oel auslaufen und kein Wasser eindringen kann. Etwa vom Aussenende 16 des Rohrstutzens an bis hinein zum Motor ist das Kabel 14 von Oel umspült, wodurch sich ein wirksamer Explosionsschutz ergibt.The cable runs through a pipe socket 15 iidas interior of the Diving bell 5. The outer end 16 of the pipe socket remote from the diving bell is closed with an invisible rubber seal so that no oil leaks out and no water can penetrate. Approximately from the outer end 16 of the pipe socket to into the motor, the cable 14 is surrounded by oil, which provides effective explosion protection results.

Beim Betrieb solcher Aggregate wird im allgemeinen darauf geachtet werden, dass die Mindesthöhe des Wasserspiegels W2 nicht unter die Höhe des Pumpen-Druckstutzens D und somit auch nicht unter die Höhe des Stutzen-Aussenendes 16 sinkt. Das wird schon gefordert, damit die Pumpe nicht trocken läuft, bringt hier aber zusätzlich Sicherheit im Sinne von Explosionsschutz. Dieses Ausschalten der Pumpe beim Absinken des Wasserspiegels W2 unter die Mindesthöhe geschieht in an sich bekannter, nicht dargestellter Weise.Care is generally taken when operating such units ensure that the minimum height of the water level W2 is not below the height of the pump pressure connection D and thus also not below the height of the connecting piece outer end 16 sinks. That is already required so that the pump does not run dry, brings here but also safety in terms of explosion protection. This switching off the When the water level W2 drops below the minimum level, the pump happens in on known, not shown way.

Wenn bei der Mindest-Wasserhöhe WS auch das Stutzen-Aussenende 16 noch im Wasser liegen soll, ist es vorteilhaft, den Rohrstutzen gemäss Fig. 1 so weit herunterzuziehen, dass das Ende 16 in Höhe des Pumpenteils 1 zu liegen kommt. Dadurch kann der Mindest-Wasserspiegel W2 so niedrig wie möglich gehalten werden, ohne dass das Pumpaggregat trocken läuft.If the nozzle outer end 16 should still be in the water, it is advantageous to use the pipe socket according to FIG to be pulled down far so that the end 16 comes to lie at the level of the pump part 1. As a result, the minimum water level W2 can be kept as low as possible, without the pump unit running dry.

-PatentansprUche- -Patent claims-

Claims

Claims pumping unit with an electric motor for underwater operation, especially for sewage systems where the engine is in a watertight capsule sits with a sealed power supply, which is a d u e k e n n n a n a l t that the capsule is designed as a diving bell (3) surrounding the motor housing (4) and the cavities in the area of the electric motor (5) and within the diving bell are essentially completely filled with oil.

2. Pump unit according to claim 1, characterized in that in the oil-filled Area one or more compressible, oil-resistant bodies are used.

3. Pump unit according to claim 2, characterized in that in the oil-filled Air or gas-filled balls (9) are used in the area.

4. Pump unit according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the feed for the electrical cable (14) as starting from the diving bell, Oil flushed pipe socket (15) is formed, the free surrounding the cable End (16) is sealed watertight and below the lowest, for operation the required water level (W2) of the pump.

5. Pump unit according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the oil-filled areas, especially inside and outside the motor housing, are designed to communicate with one another.

6. Pump unit according to claim 1 or one of the following, characterized characterized in that the oil-filled mechanical seal chamber (8) of the unit compressible, Contains oil-resistant body (9) and a motor shaft (6) surrounding, for Has body impenetrable protection device.

7. Pump unit in particular according to claim 1 or 5, characterized in that that a device that circulates the oil filling is arranged in the diving bell.

8. Pump unit according to claim 7, characterized in that the the device which circulates the oil filling as an impeller driven by the electric motor (5) is trained.

9. Pump unit according to claim 8, characterized in that the Motor shaft is provided with propeller-like blades (lo).

lo. Pump unit according to claim 1 or one of the following, characterized marked that the diving bell is equipped with cooling fins (12).